package leetcode;

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 * 236. 二叉树的最近公共祖先
 * 给定一个二叉树, 找到该树中两个指定节点的最近公共祖先。
 * <p>
 * 百度百科中最近公共祖先的定义为：“对于有根树 T 的两个节点 p、q，最近公共祖先表示为一个节点 x，满足 x 是 p、q 的祖先且 x 的深度尽可能大（一个节点也可以是它自己的祖先）。”
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 示例 1：
 * <p>
 * <p>
 * 输入：root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 1
 * 输出：3
 * 解释：节点 5 和节点 1 的最近公共祖先是节点 3 。
 * 示例 2：
 * <p>
 * <p>
 * 输入：root = [3,5,1,6,2,0,8,null,null,7,4], p = 5, q = 4
 * 输出：5
 * 解释：节点 5 和节点 4 的最近公共祖先是节点 5 。因为根据定义最近公共祖先节点可以为节点本身。
 * 示例 3：
 * <p>
 * 输入：root = [1,2], p = 1, q = 2
 * 输出：1
 */
public class LowestCommonAncestor {

    public TreeNode lowestCommonAncestor1(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        // 其中有一个节点是 root 本身，那最近父节点就是root
        if(root == null || root == p || root == q) return root;

        // 左节点是否同时包含了 p，q 两个节点，是则返回最近父节点
        TreeNode left = lowestCommonAncestor1(root.left, p, q);

        // 右节点是否同时包含了 p，q 两个节点，是则返回最近父节点
        TreeNode right = lowestCommonAncestor1(root.right, p, q);

        if(left == null && right == null) {
            return null; // 1. 左右子树都不包含
        }
        if(left == null && right != null) {
            // p q都不在左子树中
            return right; // 3.
        }
        if(right == null && left != null) {
            // p q都不在右子树中
            return left; // 4.

        }
        // left right 都不为空 说明p q分别在其中一侧，root即为最近父节点
        return root; // 2. if(left != null and right != null)
    }


    public TreeNode lowestCommonAncestor(TreeNode root, TreeNode p, TreeNode q) {
        if (root == null) return null;

        // 如果p,q为根节点，则公共祖先为根节点
        if (root.val == p.val || root.val == q.val)
            return root;

        // 如果p,q在左子树，则公共祖先在左子树查找
        if (find(root.left, p) && find(root.left, q)) {
            return lowestCommonAncestor(root.left, p, q);
        }

        // 如果p,q在右子树，则公共祖先在右子树查找
        if (find(root.right, p) && find(root.right, q)) {
            return lowestCommonAncestor(root.right, p, q);
        }

        // 如果p,q分属两侧，则公共祖先为根节点
        return root;
    }

    private boolean find(TreeNode root, TreeNode c) {
        if (root == null) return false;
        if (root.val == c.val) {
            return true;
        }

        return find(root.left, c) || find(root.right, c);
    }

    class TreeNode{
        int val;
        TreeNode left;
        TreeNode right;
    }
}
